Read this story in English here.
La Demostración del retransmisor de comunicaciones láser (LCRD, por sus siglas en inglés) de la NASA utilizará sistemas de comunicaciones por láser para transmitir datos a la Tierra desde el espacio. A continuación, seis cosas que debes saber sobre la revolucionaria misión LCRD de la NASA.
1. Las comunicaciones láser transformarán la forma en que la NASA transmite información hacia y desde el espacio.
Desde los comienzos de la exploración espacial, la NASA ha utilizado sistemas de radiofrecuencia para comunicarse con los astronautas y las naves espaciales. Sin embargo, a medida que las misiones espaciales generan y recopilan más datos, aumenta la necesidad de mejorar las capacidades de comunicación. LCRD aprovecha el poder de las comunicaciones láser, que utilizan luz infrarroja en lugar de ondas de radio, para codificar y transmitir información hacia y desde la Tierra.
Tanto las ondas de radio como las ondas de luz infrarroja láser son formas de radiación electromagnética con longitudes de onda en diferentes puntos del espectro. Las misiones codifican sus datos científicos en las señales electromagnéticas para retransmitirlas a la Tierra.
La luz infrarroja utilizada para las comunicaciones láser se diferencia de las ondas de radio porque se produce en una frecuencia mucho más alta, lo que permite a los ingenieros incluir más datos en cada transmisión. Disponer de más datos a la vez permite obtener más información y descubrimientos acerca del espacio.
Mediante el empleo de láseres infrarrojos, LCRD enviará datos a la Tierra desde una órbita geosincrónica a 1,2 gigabits por segundo (Gbps). A esta velocidad y distancia, se podría descargar una película en menos de un minuto.
2. Las comunicaciones láser permitirán que las naves espaciales envíen a la Tierra más datos en una sola descarga.
Si viviste a finales de la década de 1980 y principios de 1990, recordarás que las velocidades de acceso telefónico terrestre a internet eran lentas y difíciles. La incorporación de comunicaciones láser a las naves espaciales es similar al uso que hace la humanidad de internet de alta velocidad con tecnologías como las redes de fibra óptica: revolucionario.
Nuestras conexiones domésticas a internet en estos días permiten que lleguen videos, programas y contenido de alta definición de forma casi instantánea a nuestras pantallas. Esto se debe, en parte, a que las conexiones de fibra óptica envían luz láser con datos densamente comprimidos por medio de cables de plástico o vidrio, lo que crea una experiencia más rápida para el usuario.
Este mismo concepto —menos los cables de fibra— se aplica a las comunicaciones láser basadas en el espacio, lo que permite que las naves espaciales envíen imágenes y videos de alta resolución a través de enlaces por láser.
Con la implementación de las comunicaciones láser, las naves espaciales pueden retransmitir más datos a la vez en una sola descarga. La NASA y la industria aeroespacial están aprovechando estos nuevos desarrollos y creando más misiones que utilizan láseres para complementar los satélites de radiofrecuencia.
3. La carga útil tiene dos módulos ópticos, o telescopios, para recibir y transmitir las señales láser.
LCRD es un satélite de retransmisión, con muchos componentes altamente sensibles que proporcionan una mayor cobertura en las comunicaciones. Como transmisor, LCRD elimina la necesidad de que las misiones de los usuarios tengan una línea de visión directa a las antenas en la Tierra. LCRD tiene dos terminales ópticas: una terminal recibe datos de la nave espacial de un usuario, mientras que la otra transmite datos a estaciones terrestres en la Tierra.
Los módems de LCRD traducen datos digitales a señales de láser, que luego son transmitidas por los módulos ópticos del retransmisor a través de haces de luz codificados, invisibles para el ojo humano. LCRD puede enviar y recibir datos, creando una ruta continua para el flujo de datos de la misión hacia y desde el espacio. Juntas, estas capacidades hacen que LCRD sea el primer retransmisor óptico bidireccional de punta a punta de la NASA.
Estos son solo algunos de los componentes que constituyen la carga útil de LCRD, que en su totalidad tiene el tamaño de un colchón tamaño King.
4. LCRD depende de dos estaciones terrestres en California y Hawái.
Una vez que LCRD recibe información y la codifica, la carga útil envía los datos a estaciones terrestres en la Tierra, cada una de las cuales está equipada con telescopios para recibir la luz y con módems para traducir nuevamente la luz codificada a datos digitales.
Las estaciones terrestres de LCRD se conocen como Estaciones Terrestres Ópticas (OGS, por sus siglas en inglés) 1 y 2, y están ubicadas en Table Mountain en el sur de California y en el volcán Haleakalā en Maui, Hawái.
Si bien las comunicaciones láser pueden proporcionar mayores velocidades de transferencia de datos, las perturbaciones atmosféricas —como las nubes y las turbulencias— pueden interferir con las señales de láser a medida que viajan a través de la atmósfera de la Tierra.
Las ubicaciones para OGS 1 y OSG 2 fueron elegidas por sus condiciones climáticas despejadas y su ubicación remota a gran altitud. La mayor parte de las condiciones climáticas en esas áreas ocurren debajo de la cima de las montañas, lo que deja un cielo relativamente despejado que es perfecto para las comunicaciones láser.
5. LCRD permite a los socios gubernamentales, académicos y comerciales poner a prueba las capacidades del láser desde una órbita geosincrónica.
LCRD demostrará la viabilidad de los sistemas de comunicaciones láser desde una órbita geosincrónica, a unos 35.400 kilómetros (unas 22.000 millas) sobre la superficie de la Tierra.
Antes de apoyar otras misiones, LCRD pasará aproximadamente dos años realizando pruebas y experimentos. Durante este tiempo, OGS 1 y OGS 2 actuarán como “misiones”, enviando datos a LCRD desde una estación y luego retransmitiendo desde allí a la otra.
LCRD pondrá a prueba la funcionalidad del láser con experimentos de la NASA, otras agencias gubernamentales, el mundo académico y empresas comerciales. Algunos de estos experimentos incluyen el estudio de las perturbaciones atmosféricas en las señales de láser y pruebas de operaciones confiables del servicio de retransmisión.
Estas pruebas permitirán a la comunidad aeroespacial aprender de LCRD y perfeccionar aún más la tecnología para su implementación futura. La NASA ofrece estas oportunidades para aumentar el cúmulo de conocimientos sobre las comunicaciones láser y promover su uso operativo.
Después de su fase experimental, LCRD apoyará misiones en el espacio, incluyendo una terminal óptica que será instalada en la Estación Espacial Internacional. Esta terminal recopilará datos de los experimentos científicos a bordo y luego transmitirá la información a LCRD para ser retransmitida a la Tierra.
6. LCRD es una de las muchas emocionantes misiones láser venideras.
LCRD es el primer sistema de retransmisión de comunicaciones láser de la NASA. Sin embargo, existen muchas misiones en desarrollo que demostrarán y pondrán a prueba capacidades adicionales de las comunicaciones láser.
- La carga útil del CubeSat Envío de terabytes por infrarrojo (TBIRD, por sus siglas en inglés) hará demostraciones de enlaces de aire a tierra (downlinks) por láser a 200 Gbps, lo que establecerá un nuevo récord para las velocidades de datos en las comunicaciones por láser.
- El primer usuario de LCRD será el Terminal integrado de amplificador y módem de usuario de órbita terrestre baja de LCRD (ILLUMA-T, por sus siglas en inglés) a bordo de la estación espacial. ILLUMA-T proporcionará al laboratorio en órbita velocidades de datos de 1,2 Gbps para comunicar a la Tierra imágenes y videos de alta resolución de experimentos en curso.
- La terminal Sistema de comunicaciones ópticas Orion Artemis II (O2O, por sus siglas en inglés) permitirá la transmisión de videos de muy alta definición por luz infrarroja entre la Tierra y los astronautas de Artemis II que viajarán alrededor de la Luna.
- En 2026, la misión Psyche llegará a su destino: un asteroide a más de 240 millones de kilómetros (150 millones de millas) de distancia de la Tierra. Psyche transportará la carga útil Comunicaciones ópticas en el espacio profundo (DSOC, por sus siglas en inglés) para poner a prueba las comunicaciones por láser frente a los desafíos característicos de la exploración del espacio profundo.
Todas estas misiones ayudarán a la comunidad aeroespacial a estandarizar las comunicaciones láser para su implementación en misiones futuras. Con los láseres iluminando el camino, la NASA puede obtener más información que nunca antes acerca del espacio.
LCRD es una carga útil de la NASA a bordo del Programa de Pruebas Espaciales Satellite 6 (STPSat-6, por sus siglas en inglés) del Departamento de Defensa. STPSat-6, que es parte de la misión Programa de Pruebas Espaciales 3 (STP-3, por sus siglas en inglés), será lanzado en un cohete Atlas V 551 de United Launch Alliance desde la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral en Florida. El programa STP es operado por el Comando de Sistemas Espaciales de la Fuerza Espacial de Estados Unidos.
LCRD es dirigido por el centro Goddard y en asociación con el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California el Laboratorio Lincoln del Instituto de Tecnología de Massachussets. LCRD está financiado mediante el programa de Misiones de Demostración de Tecnología de la NASA, que es parte de la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial, y el programa de Navegación y Comunicaciones Espaciales (SCaN, por sus siglas en inglés) en la sede de la NASA.